富玛特生物科普——抗生素究竟会如何影响肠道菌群？

抗生素的发现和大规模生产与使用是人类医学史上的巨大进步，挽救了数以亿计的病人。但是它不仅仅来源于医生开的处方，有时候还来源于食物。饲养的动物和家禽会定期的被注射或者喂养抗生素；鱼和贝类的养殖过程中也会有抗生素加入养殖的池子里；很多蔬菜水果、谷物豆类也都被喷洒药物，用于控制病虫害。在复杂的现代社会，这种情形使得我们很难避免抗生素。

人体肠道内定植有数量庞大的细菌、病毒、真核生物和古生菌等微生物，它们通过相互影响及与人体相互作用而组成一个复杂的微生态系统。在生理状态下，肠道菌群与机体保持动态平衡，对维持健康起着重要作用。来自于环境和临床的抗生素使用在杀灭或抑制细菌生长的同时给予细菌抗生素筛选压力而致耐药基因在各个微生物生态环境包括人体肠道菌群系统中广泛传播，导致菌群失衡，引发各种肠道内、外疾病。

那么抗生素与肠道菌群之间有什么联系呢？

1、抗生素对肠道菌群构成的影响

目前，抗生素滥用已成为引起肠道菌群失调的重要原因。抗生素对肠道菌群影响及影响的程度，主要取决于抗菌谱、给药途径、肠道内药物浓度等因素。主要通过胆汁排泄，所以对肠道菌群影响显著。

抗生素对不同人群肠道菌群的影响不同。对于新生儿，出生方式（顺产或剖腹产）、早产和早产儿抗生素的使用均会影响婴幼儿肠道菌群构成。

此外，孕期或分娩期使用抗生素，其后代肠道菌群种类减少或改变。

对于幼童，流行病学研究表明，在生命早期使用抗生素，尤其是大环内酯类抗生素，会导致个体哮喘、肥胖以及代谢性疾病风险增加，因此大环类酯类抗生素应避免儿童使用。

而对于肠道菌群本身更不稳定的个体，如短期内接受多个抗生素治疗的群体、年轻人或老年人等，抗生素对肠道菌群的影响将会呈现出更为复杂的变化。

抗生素对肠道菌群多样性的影响

2、抗生素影响菌群类别及其代谢

许多试验证明，动物肠道中的正常菌群对外来细菌的大量增殖有着很强的抑制作用，即使在免疫系统受到损害（辐射）后仍然如此。动物失去肠道菌群后，其他细菌（包括致病菌和条件性致病菌）在肠道中定植并大量增殖就容易得多，因此定植抗力极为重要，缺乏定植抗力，肠道中的病原菌或潜在病原菌极易大量增殖，并突破肠黏膜进入组织中，最终导致全身感染。

肠道定植抗力示意

另外，抗生素治疗破坏肠道定植抗力会导致大量VRE定植于肠道，该定植并不会引起明显的症状，一旦VRE渗透肠道上皮进入血液循环，就会带来严重的后果。有研究报告称，粪便样本中超过30％的细菌为VRE时，宿主VRE菌血症风险增加9倍。此外，抗生素使用与革兰氏阴性肠杆菌的感染增加也密切相关。该类细菌或定植于肠道引起肠炎或腹泻，或进入肠道上皮引起全身感染，而肠杆菌**的特征就是其多药耐药性，治疗困难。恢复正常的肠道菌群是治疗上述三大感染的关键。

抗生素的使用除了破坏正常菌群肠道定植抗力及影响菌群类别外，对整个肠道的微生物代谢环境及该微生态系统与宿主之间的相互作用也有影响。有研究采用多种组学分析相结合的方法分析了β-内酰胺类抗生素作用于人群肠道菌群的动态变化及机制，结果显示，肠道菌群组成以及代谢水平改变在抗生素使用第6、11、14 天最为剧烈。应用抗生素后第6天革兰氏阴性菌群减少，第11天肠道寄生菌群数目显著减少，肠道微生物的生物多样性和丰度都达到最低值。到第14天革兰氏阳性菌群开始生长，肠道菌群多样性有所恢复。此外，肠道菌群最主要的代谢变化发生在应用抗生素后的第 6 天，宿主应激系统激活，肠道菌群降低对胆酸、胆固醇、激素和维生素的运转和代谢。该项研究表明，抗生素对肠道菌群及其与宿主间的相互作用产生巨大影响，糖酵解、丙酮酸脱羧、三羧酸循环、谷氨酸代谢、铁的摄取等代谢活动在抗生素停用后也无法立即恢复正常。

抗生素直接服用引起肠道菌群组成结构改变，是导致菌群中耐药菌株和耐药基因增多并广泛分布的主要原因。此外，环境耐药菌株及其携带的各种耐药基因也可通过空气、水、食物链等方式进入人体肠道而致肠道菌群中耐药基因增多。

3、抗生素导致肥胖

抗生素可能会改变会改变微生物区系，进而导致新陈代谢（肥胖症）、大脑发育（孤独症）与免疫系统（过敏和自身免疫性疾病）的改变，但除了事件发生的时间点同步，我们还需要其他的说法和证据支持。

当前，新抗生素开发受限，现有的抗生素仍会持续运用各领域中，抗生素耐药及耐药基因会持续在各个微生态系统中广泛分布和传播，人体肠道复杂和高密度的微生物组成无疑是一个耐药基因储库以及促进各种耐药基因转移的场所。在人类和兽医领域的策略性使用抗生素是未来预防抗生素抗药性传播的重要手段，也可有效预防抗生素对肠道菌群的破坏。此外，肠道菌群调节成为治疗感染、抗击抗生素耐药性的重要方向，FMT和微生态制剂（prebiotics/probiotics）替代疗法均是有效的治疗手段。抗生素主要是为了杀死体内的有害菌群，快速控制致病菌的生长。但在服用抗生素的过程中，抗生素会无差别杀死肠道内的各种菌群，同样对身体有益的菌群也会被破坏。所以在服用益生菌的时候，使用抗生素会导致益生菌的效果受到影响。